【手続補正書】
【提出日】平成18年7月21日(2006.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】                  明細書
【発明の名称】              画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも感光体を有するカートリッジが装着可能な画像形成装置において、
画像形成装置は、記録紙に印字するプリンタの各機構部を制御する手段を有し、外部のホストコンピュータなどから受信した画像データを前記制御手段が画像信号に展開する際に所定の幅における画像信号の量を積算することにより、感光体の寿命を判定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
画像信号量を積算する際の所定の幅は印字される所定記録紙のうち、最もサイズ幅の小さい記録紙の幅に合わせたものである
ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
画像信号量を積算する際の所定の幅は、エンジン制御手段から出力される主走査方向の同期信号の立上がりもしくは立下がりから一定の時間が経過した後に有効となる
ことを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
感光体寿命を判断するための比較値をカートリッジに搭載された不揮発性メモリに記憶される
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像信号の積算値は画素密度と階調に応じて演算されたものである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
感光体の回転時間をもとに求められる感光体使用量及び画像信号量の積算値のいずれかが先に所定値に到達した場合に感光体の寿命に達したと判断する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
少なくとも感光体を有するカートリッジが装着可能な画像形成装置において、
カートリッジが、帯電ローラ、クリーニング手段、廃トナー回収部、現像手段、トナー収納部が一つにユニット化されており、リサイクル可能な着脱式カートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置本体に第１メモリを設け、カートリッジにバックアップ用の第２メモリを保持することにより、いずれかの一方のメモリに不備が生じても、他方のメモリによりデータを保存できることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
カートリッジにバックアップ用のメモリが複数であることを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
データを第１メモリに書き込むタイミングを制限することを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
いずれかのメモリに不備が生じたことを、ユーザーに知らせる
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カートリッジ及び前記カートリッジが着脱可能な電子写真方式の複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体及び前期電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。このようなカートリッジは通常あらかじめ充填されたトナーが消費され、正常な画像が印字できなくなったところで寿命となる。ここでトナー検知手段としてトナーの残量検知を行う技術がいくつか報告されている。
【０００３】
例えば、特開平１０−２４７０１２号公報では、画像信号を積算することによってトナー使用量又はトナー残量を示す技術が報告されている。また、例えば、特開平０９−１２０２３７号公報では、カートリッジを用いる画像形成装置において、カートリッジの交換時期を高精度に警告する。また、カートリッジ内のメモリがアクセス不能時に装置内のメモリを用いて、プリント動作を続行するか否かを判断する技術が報告されている。
【０００４】
しかし、画像形成装置におけるカートリッジの寿命即ちトナー残量検知手段は現在一般的なものとして常に残量を表示する逐次残量検知ではなく、段階的な残量検知に留まっている。しかしながら近年、より長寿命のカートリッジが製品化され、ユーザビリティがより良いカートリッジが望まれるようになり、トナーが所定の残量以下になった場合だけでなく、随時トナーの残量が表示できるカートリッジが望まれている。しかしながら、この技術では1頁分の画像信号をすべてカウントする必要があるため、例えば１２００ｄｐｉのプリンタの場合、Ａ３サイズの記録紙１頁で最大６９００万ドット以上をカウントすることになり、カウンタなどの制御回路の規模が大きくなってしまうという問題がある。また印字される記録紙サイズの違いによってカウントを開始するタイミング及びカウント時間に大きな違いがあるため、トナーの使用量や残量検知を判定する際の信頼性が低くなるという問題がある。
【０００５】
また、感光体、帯電ローラや、クリーニング手段、廃トナー回収部及び、現像手段、トナー収納部等プロセス要部機器が一つにユニット化された、リサイクル可能な着脱式カートリッジを有する画像形成装置において、従来、カートリッジ内に一つのメモリを有し、本体メモリとのやりとりにてデータを保存するが、メモリ等の電子部品の故障等によりデータを失うことがある。また、本体メモリは、過去に使用したカートリッジ等の情報を全て保存するので、常にアクセス可能状態でデータが更新される度に、読み書きするのでは非常にメモリを必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、画像信号を積算することで、感光体の寿命を判断することができ、カートリッジの寿命を判断することができる画像形成装置を提供する。また、カートリッジにおける電子部品等の故障によりデータが失われるのを防止する画像形成装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、少なくとも感光体を有するカートリッジが装着可能な画像形成装置において、画像形成装置は、記録紙に印字するプリンタの各機構部を制御する手段を有し、外部のホストコンピュータなどから受信した画像データを前記制御手段が画像信号に展開する際に所定の幅における画像信号の量を積算することにより、感光体の寿命を判定する画像形成装置とする。請求項２に記載の画像形成装置は、画像信号量を積算する際の所定の幅は印字される所定記録紙のうち、最もサイズ幅の小さい記録紙の幅に合わせたものである請求項１に記載の画像形成装置とする。請求項３に記載の画像形成装置は、画像信号量を積算する際の所定の幅は、エンジン制御手段から出力される主走査方向の同期信号の立上がりもしくは立下がりから一定の時間が経過した後に有効となる請求項１又は２に記載の画像形成装置とする。請求項４に記載の画像形成装置は、感光体寿命を判断するための比較値をカートリッジに搭載された不揮発性メモリに記憶される請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置とする。請求項５に記載の画像形成装置は、画像信号の積算値は画素密度と階調に応じて演算されたものである請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置とする。請求項６に記載の画像形成装置は、感光体の回転時間をもとに求められる感光体使用量及び画像信号量の積算値のいずれかが先に所定値に到達した場合に感光体の寿命に達したと判断する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置とする。
【０００８】
請求項７に記載の画像形成装置は、少なくとも感光体を有するカートリッジが装着可能な画像形成装置において、カートリッジが、帯電ローラ、クリーニング手段、廃トナー回収部、現像手段、トナー収納部が一つにユニット化されており、リサイクル可能な着脱式カートリッジ画像形成装置とする。請求項８に記載の画像形成装置は、画像形成装置本体に第１メモリを設け、カートリッジにバックアップ用の第２メモリを保持することにより、いずれかの一方のメモリに不備が生じても、他方のメモリによりデータを保存できる請求項７に記載の画像形成装置とする。請求項９に記載の画像形成装置は、カートリッジにバックアップ用のメモリが複数である請求項７又は８に記載の画像形成装置とする。請求項１０に記載の画像形成装置は、データを第１メモリに書き込むタイミングを制限する請求項７ないし９のいずれかに記載の画像形成装置とする。請求項１１に記載の画像形成装置は、いずれかのメモリに不備が生じたことを、ユーザーに知らせる請求項７ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施の形態を図面に基づいて報告する。図１は本発明の一実施例の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。画像形成装置５は、着脱可能なカートリッジ２を有し、さらに、カートリッジ２は、感光体１１、帯電ローラ３、クリーニング手段及び廃トナー回収部６、現像手段及びトナー収納部４等で構成される。光学系１は、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、レーザダイオード、ミラー等で構成される。給紙コロ７により給紙カセット８に収納された記録紙９は、感光体１１へ搬送される。感光体１１は、時計方向に回転駆動され、その際帯電ローラ３によって表面を帯電され、光学系１からレーザ光を照射されて感光体１１上に静電潜像が形成される。この潜像は現像手段及びトナー収納部４を通る時トナーによって可視像化される。この可視像は転写ローラ１０により、感光体１１へ搬送された記録紙９に転写され、その後定着ローラ１２に搬送され記録紙９上の可視像は定着され、画像形成装置５の外部へ排紙される。
【００１０】
図２は、本発明のブロック図である。図３は、本発明のカートリッジ２の斜視図を示す。カートリッジメモリ１７が実装された基板１３（コネクタ部のみ図示）がカートリッジ２に実装されている。カートリッジ２には不揮発性メモリ（以下カートリッジメモリ）１７が備えられ、画像形成装置５内にあるＣＰＵ１４によって読み書き可能となっている。画像形成装５にはソフトウェア、プログラミングデータ等を記憶するメモリとして、ＲＯＭ１５及びＲＡＭ１６がある。ＣＰＵ１４により、画像形成装置５のメインモータ２０を含むいろいろな構成部品を統合的に動作させて印刷を行う。カウンタ及び演算回路１８はＣＰＵ１４から出力される画像信号のカウント及び演算を行い、その結果を随時カートリッジメモリ１７に書き込む機能をもつ。ＬＤ（レーザダイオード）１９は画像信号に応じて点灯状態を制御している。
【００１１】
図２のカウンタ及び演算回路１８の機能について説明する。カウンタ及び演算回路１８は前述のようにＣＰＵ１４から出力される画像信号をカウントする機能を持つが、画像信号をすべてカウントする訳ではなく、ある所定幅の領域内だけでカウントする機能を有する。図４に簡単なタイミングチャートを示す。この図は主走査方向（水平方向）のタイミングを示したものであり、Ａは主走査方向の同期信号であり、各印字ラインの開始位置を示す。図４では例として３ライン分を表示している。ＢはＣＰＵから出力される画像信号であり、Ａが立ち上がってから、ｔ１ｓｅｃ後に出力が開始され、ｔ２ｓｅｃの間、出力される。Ｃは本発明の特徴となる信号であってＡが立ち上がってからｔ３ｓｅｃ後に立ち上がり、その後ｔ４ｓｅｃ後に立ち下がる信号である。Ｃが立ち上がっている間（以下Ｃの有効領域）にカウンタ１８はカウントを行い、Ｃが立ち下がると（有効領域が終了すると）カウントを停止し、その時の値を保持する。２ライン目、３ライン目も同様にカウントを行い、そのカウント値が積算されていく。ＤはＣの有効領域における画像信号のカウント値が積算される様子を示している。積算されたカウント値は画素密度と濃度に応じて演算された値を係数として乗じられ、その結果の値がカートリッジメモリに書き込まれる。一方、画像形成装置５本体内にあるＲＯＭには感光体寿命となる画像信号数の値が記憶されている。この感光体寿命となる画像信号数は実験及び統計的に予め求められた値が記憶されている。
【００１２】
ＣＰＵはカートリッジメモリ１７に書き込まれた積算値を読み出し、これをＲＯＭに記憶された値と比較し、カートリッジメモリ１７の積算値がＲＯＭに記憶された値に到達した場合に感光体１１の寿命であると判断する。Ｃの有効領域は印字される記録紙のサイズにかかわらず一定の幅とする。通常、レーザプリンタで印字される最大の記録紙幅はＡ３横で４２０ｍｍ、最小となる記録紙幅は官製ハガキ縦で１００ｍｍであるが本発明では最小幅を用いる。またその領域は主走査方向の同期信号が（図４の場合には）立上がってからｔ３ｓｅｃ後であり、画像領域のほぼ中央部に位置する。即ち、Ａ３記録紙が印字されても中央部の官製ハガキ幅の領域しか画像信号をカウントしないことを意味する。これは画像領域の中央部の画像が白抜けになるような印字手法はまずないものとみなし、中央部の最小領域の画像信号数だけを積算すれば感光体１１の寿命を推測できるという根拠に基づいた手法である。以上に記載した方法により、感光体１１の適切な交換時期を知ることができる。
【００１３】
本発明では最小の記録紙サイズに合わせた範囲でのみ画像信号量をカウントして感光体１１の寿命を判定することにより、カウンタなどの感光体寿命判定回路の規模が従来より小さいサイズになる。またカウントが開始されるタイミングは各水平ラインごとに常に一定になることにより、寿命を判定する信頼性は従来よりも高いものとなる。
【００１４】
本発明の他の実施例としては、感光体１１の回転時間をもとに求められる感光体１１の使用量と前述した画像信号量の積算値のいずれかが先に所定値に到達した場合に感光体１１の寿命と判断するものである。感光体１１の回転時間をもとに感光体１１の使用量を求める手段は公知の技術であり、詳細は記載しないが、求められた感光体１１の使用量はカートリッジメモリ１７に書き込まれる。感光体寿命となる使用量は画像形成装置５本体内にあるＲＯＭに記憶されており、カートリッジメモリ１７に書き込まれた使用量がこの値に到達した場合に感光体１１の寿命であると判断される。一方、本画像形成装置５は前述の実施例に基く感光体１１の寿命判定手段を併せて持っており、いずれかの判定手段が先にＲＯＭに記憶された所定値に到達した場合に感光体１１の寿命と判断するものである。
【００１５】
このように感光体１１の寿命判定手段として一の実施例で記載した技術と感光体１１の回転時間をもとに求められる感光体１１の使用量から判断される技術を組合わせることによって、感光体寿命を判定し、適切な交換時期を見極める精度は一層高いものとなる。
【００１６】
図５は、本発明の動作を制御するブロック図である。画像形成装置５にはソフトウェア、プログラミングデータ等を記憶するメモリとして、ＲＯＭ１５及びＲＡＭ１６及び不揮発性メモリ（以下本体メモリ）１７がある。ＣＰＵ１４により、画像形成装置５のいろいろな構成部品を統合的に動作させて印刷を行う。また、カートリッジ２には第２メモリ１７ａ、第３メモリ１７ｂ（バックアップ用）が備えられ、画像形成装置５のＣＰＵ１４によって読み書きが可能であり、常にアクセス可能状態である。
【００１７】
図６は、本体メモリ１７への書き込み処理手順を示すフローチャートである。例えば、カートリッジ２内のトナーが無くなった時点で、本体メモリ１７へアクセス可能とすると、その時点で、ＣＰＵ１４より、カートリッジ２内の２つのメモリ１７ａ、１７ｂに正誤を判断できる簡単なデータを書き込む（ａ）。次に、その書き込んだデータを再度、ＣＰＵ１４で読み込み、先程、送ったもとのデータと比較する（ｂ）。最低どちらか一つのメモリ１７ａ、１７ｂから送られたデータがもとのデータと一致した場合は、その正常なメモリ１７ａ、１７ｂに記憶されているデータを本体メモリ１７に書き込む（ｅ）。もし、両方のデータとも、もとのデータと一致しない場合は、両方のメモリ１７ａ、１７ｂが故障している可能性があるので、本体メモリ１７へのデータ書き込みを禁止することにより、誤情報が本体メモリ１７に保存されるのを防ぐことができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、４及び５に記載の画像形成装置は、感光体に露光される画像信号のうち、所定記録紙の幅に合わせた範囲で画像信号を積算することによって感光体の寿命が管理できるようになり、ユーザビリティが向上する。また、画像信号の積算に用いるカウンタを含む感光体寿命の判定回路の規模も従来より小さい規模のサイズとなる。請求項２、４及び５に記載の画像形成装置は、画像信号が積算される幅を所定記録紙の中で最小サイズ幅とすることにより感光体寿命の判定回路の規模はより小規模になり、効率の良い感光体の寿命管理が可能となる。請求項３、４及び５に記載の画像形成装置では、画像信号のカウントが開始されるタイミングは常に一定になることにより、感光体寿命の判定の信頼性は高いものとなる。請求項６に記載の画像形成装置では、感光体の回転時間に基く感光体寿命判定手段を併せて持つことにより、感光体の交換時期の判定の精度が高いものになる。また、請求項７及び８に記載の画像形成装置では、感光体、帯電ローラや、クリーニング手段、廃トナー回収部及び、現像手段、トナー収納部等プロセス要部機器が一つにユニット化された、リサイクル可能な着脱式カートリッジを有する画像形成装置においては、本体メモリ、カートリッジメモリに加えて、バックアップ用のメモリをカートリッジ内に設けているので、カートリッジ内のメモリが故障した等の不備が有った場合でも、データを失うことなく保存できる。請求項９及び１０に記載の画像形成装置では、本体メモリにアクセスするタイミングを制限することにより、アクセスミス等で、データ保存に悪影響を及ぼす可能性が少なくなるので、データ保存を安全に行うことができる。請求項１１に記載の画像形成装置では、第２もしくは、第３メモリのいずれか、もしくは、両方のメモリに不備が生じた場合、その趣旨をユーザーに知らせることにより、メモリに不備が生じたことが確認でき、交換を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施例の画像形成装置の内部構成を示す概略図である。
【図２】
本発明のブロック図である。
【図３】
本発明のカートリッジの斜視図を示す図である。
【図４】
簡単なタイミングチャートを示す図である。
【図５】
本発明の動作を制御するブロック図である。
【図６】
本体メモリへの書き込み処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  光学系
２  カートリッジ
３  帯電ローラ
４  現像手段及びトナー収納部
５  画像形成装置
６  クリーニング手段及び廃トナー回収部
７  給紙コロ
８  給紙カセット
９  記録紙
１０  転写ローラ
１１  感光体
１２  定着ローラ
１３  基板
１４  ＣＰＵ
１５  ＲＯＭ
１６  ＲＡＭ
１７  不揮発メモリ（カートリッジメモリ、本体メモリ）
１７ａ  第２メモリ
１７ｂ  第３メモリ
１８  演算回路
１９  ＬＤ
２０メインモータ